2014 Fiscal Year Research-status Report
液状化後の間隙の再配分を考慮した地盤変状評価手法の開発
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25420510
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
仙頭 紀明 日本大学, 工学部, 准教授 (40333835)
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2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 液状化 / 間隙 / 再配分 / ドレーン / 中空ねじりせん断試験 / 動的コーン貫入試験 / 有効応力解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
25年度に実施した仙台塩釜港向洋埠頭における液状化ポテンシャルサウンディング調査結果を分析した。無対策地盤では地震により地盤が沈下したにもかかわらず，低い N値が観測され，FL値も1を下回る箇所が多数あった。これに対しドレーン改良地盤では，ほとんどの箇所でFL値が１を上回った。地震前後の地表面高さを比較して沈下量を求めた。その結果，護岸に近いドレーン改良地盤は最大で30cm沈下していた。一方でさらにその背後の内陸側にあったSCPによる締固め改良地盤は10~20cm程度沈下していることがわかった。これらの成果を国際会議に投稿した。
室内要素実験に関しては，25年度に実施した部分排水繰返しせん断試験の結果を分析した。この試験はドレーン改良地盤を模擬した要素実験であり，ひずみ増分比（体積ひずみ増分／せん断ひずみ増分）を実験パラメータとして，排水が液状化強度に及ぼす影響を調べた。非排水条件の液状化強度に対する排水時の液状化強度の比（液状化強度増加率KPD）を定義し，ひずみ増分比とKPDの関係を明らかにした。ひずみ増分比の増加とともに，液状化強度は増加し，ひずみ増分比が0.1のとき約5倍以上の液状化強度となることがわかった。この成果は地盤工学会研究発表会で発表した。
数値解析では，地盤の有限要素解析ソフトPLAXIS 2Dを正式に導入した。液状化解析に先立ち，全応力条件で地震応答解析を実施した。具体的には，せん断土槽を用いた乾燥砂地盤に関する模型振動実験結果を対象として，2次元の地震応答解析を実施した。地盤はHS-smallモデルによりモデル化した。解析結果と実験結果を比較した結果，地盤の加速度応答および変位応答について，位相および最大応答値を概ね再現できていることを確認した。この内容の一部は土木学会東北支部で発表した。
27年度は同解析プログラムで有効応力解析に取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究には大きな3つの柱がある。一つ目は間隙の再配分を考慮した室内要素試験，二つ目は間隙再配分が現場で起こった証拠を見出すための地盤調査，3つ目は，間隙再配分を考慮した地盤変状予測手法の検証である。平成25年度，平成26年度で室内要素試験ならびに地盤調査は完了した。また，予測手法の検証については，解析プログラムを導入し，準備段階の解析は実施したものの，液状化解析の本格実施は27年度となる。当初計画と比べると，実験と調査は進捗しているものの，数値解析が若干遅れていることが課題として挙げられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は有効応力解析を実施する。構成則はPLAXIS 2DにインストールされているUBCSandモデルを用いる。この構成則は北米を始め，世界的にもっとも利用されているモデルであるが，日本での使用実績は無いため，パラメータの設定やパフォーマンスの検証等については試行錯誤により多くの時間がかかることが予想される。この問題に対応するためにプログラム販売元（日本電子計算）の技術者ならびにPLAXIS社のコード作成者とも連携しながら解析を進める予定である。なお，当該技術者から最大限の協力をいただけることについて内諾を得ている。
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